Una tecnología emergente que involucra pequeñas partículas que absorben la luz y la convierten en fuentes de calor localizadas es muy prometedora en varios campos, incluida la medicina. Por ejemplo, la terapia fototérmica, un nuevo tipo de tratamiento contra el cáncer, implica apuntar la luz láser infrarroja a nanopartículas cerca delsitio de tratamiento.
El calentamiento localizado en estos sistemas debe controlarse cuidadosamente ya que el tejido vivo es delicado. Se pueden producir quemaduras graves y daños en el tejido si se produce un calentamiento no deseado en el lugar equivocado. La capacidad de controlar los aumentos de temperatura es crucial para desarrollar esta tecnología. Se han adoptado varios enfoquesprobado, pero todos tienen inconvenientes de varios tipos, incluida la necesidad de insertar sondas o inyectar materiales adicionales.
En el número de esta semana de APL Photonics , de AIP Publishing, los científicos informan el desarrollo de un nuevo método para medir temperaturas en estos sistemas usando una forma de luz conocida como radiación de terahercios. El estudio incluyó suspensiones de nanorods de oro de varios tamaños en agua en pequeñas cubetas, que fueron iluminadaspor un láser enfocado en un pequeño punto dentro de la cubeta.
Las pequeñas barras de oro absorbieron la luz láser y la convirtieron en calor que se propagó a través del agua por convección. "Podemos mapear la distribución de temperatura escaneando la cubeta con radiación de terahercios, produciendo una imagen térmica", coautorJunliang Dong dijo.
El estudio también observó la forma en que la temperatura varía con el tiempo. "Usando un modelo matemático, podemos calcular la eficiencia por la cual las suspensiones de nanorod de oro convirtieron la luz infrarroja en calor", dijo el coautor Holger Breitenborn.
Las partículas de oro más pequeñas, que tenían un diámetro de 10 nanómetros, convirtieron la luz láser en calor con la mayor eficiencia, aproximadamente el 90%. Este valor es similar a los informes anteriores para estas partículas de oro, lo que indica que las mediciones con radiación de terahercios fueron precisas.
Aunque las barras de oro más pequeñas tuvieron la mayor eficiencia de conversión de luz a calor, las barras más grandes, aquellas con un diámetro de 50 nanómetros, mostraron la mayor tasa de calentamiento molar. Esta cantidad se ha introducido recientemente para ayudar a evaluar el usode nanopartículas en entornos biomédicos.
"Al combinar mediciones de transitorios de temperatura en tiempo e imágenes térmicas en el espacio a frecuencias de terahercios, hemos desarrollado una técnica sin contacto y no invasiva para caracterizar estas nanopartículas", dijo el coautor Roberto Morandotti. Este trabajo ofrece una alternativa atractiva a los métodos invasivosy es prometedor para aplicaciones biomédicas.
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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